В ориентировочном расчете используется формула

, (4.11)

где D - диффузия компонента газа в воздухе при Р и температуре (0…20) С;

Р – рабочее давление, Па;

Р - барометрическое давление, Р = Па;

Т – рабочая температура, ⁰С;

Т - температура, ⁰С, соответствующая D ;

4.2.7 Определяем мощность вентилятора, N, Вт, используя следующую зависимость

, (4.12)

По изотерме адсорбции и заданной величине концентрации поглощаемого вещества на входе в адсорбер С уточняем статическую ёмкость выбранного адсорбента α .

4.2.8 Находим время защитного действия адсорбера

Если значение С находится в Ι области изотермы, то продолжительность адсорбции в секундах определяется по формуле

= , (4.13)

где Г – коэффициент Генри, равный ;

b – безразмерный коэффициент, определяемый по таблице 3.2.

f – удельная поверхность адсорбента, м²/м³, определяется по формуле

, (4.14)

Таблица 3.2 – Определение значения b

С /С	b	С /С	b	С /С	b
0,003	1,84	0,1	0,94	0,5	0,07
0,01	1,67	0,2	0,63	0,6	-0,1
0,03	1,35	0,3	0,42	0,8	-0,27
0,05	1,19	0,4	0,23	0,9	0,58

Если С находится во ΙΙ области изотермы, то продолжительность адсорбции в секундах определяется по следующей формуле

τ_о (4.15)

или

= (4.16)

где А = С /Ү ;

Ү - концентрация вещества в газовом потоке равновесная с количеством вещества, равная половине , кг/м³ (используется изотерма адсорбции);

- количество вещества максимально сорбируемое поглотителем при заданной температуре, определяется по изотерме адсорбции.

Если С находится в ΙΙΙ области изотермы, то продолжительность адсорбции в секундах определяется по формуле

= . (4.17)

Если получаемое время защитного действия адсорбера отличается от заданного на величину , то изменяем высоту слоя адсорбента на величину  L, которая в свою очередь определяется по формуле

(4.18)

и пересчитываем массу адсорбента, где F – площадь поперечного сечения адсорбера, м².

4.3 Пример расчета

4.3.1. Исходные данные

Определить энергозатраты и время защитного действия для улавливания паров, исходя из следующих данных:

воздух – двуокись углерода, м/с; г/м³;материал адсорбента – активированный уголь с диаметром 3 мм и длиной гранул 5 мм; производительность м³/ч;эффективность процесса очистки должна быть не ниже 99%;поглощение происходит при 20 С и атмосферном давлении;вязкость и плотность выбираем при температуре 20 С;время защитного действия адсорбера часов.

4.3.2 Выполнение расчёта

В качестве поглотителя выбираем активированный уголь с d = 3,0 мм и l = 5 мм.

Насыпная плотность выбранного адсорбента составляет = 500 кг/м³, кажущаяся – =800 кг/м³. Расчетная температура равна 20 С; давление Р = 101300 Па; = 1,2 кг/м³ (для воздуха); v = м²/с на основании изотермы (рисунок 5).

График на рисунке 6 выполняется по точкам, указанным в таблице 3.3 с дальнейшей апроксимацией.

Таблица 3 – Данные для построения изотермы

Со,,г/м	ао, г/кг	Со, г/м3	ао ,г/кг	Со, г/м3	ао, г/кг
1	30	5	100	12	160
2	40	6	120	14	180
3	60	8	130	16	200
4	85	10	140	18	220

Если С = 4 г/м³, тогда = кг/м³.

Определяем объём адсорбера

м³.

Выбираем скорость потока газа w в адсорбере. Обычно, исходя из условия необходимого времени контакта газа с сорбентом и минимальных гидравлических сопротивлений, ориентировочная скорость воздушной смеси или скорость, рассчитанная на полное сечение слоя, выбирается в пределах от 0,1 до 0,3 м/с. Принимаем w = 0,2 м/с и определяем геометрические размеры адсорбера цилиндрической формы:

м. Принимаем м.

Пористость адсорбера составит П = .

(м). Принимаем м.

(м),

; при Re < 50

(Па).

Мощность вентилятора N, вт, определяем по формуле

.

Вт.

м²/с;

;

так как 30 < Re < 150, то м/с.

Так как С = 4 г/м³ находится в Ι области изотермы, то продолжительность адсорбции будет определяться по формуле

;

м ;

кг/м³;

Из таблицы 3.2 выбираем b = 1,67. Следовательно, продолжительность адсорбции будет равна

с 21 ч.